Struktur des Kernlehrplans Physik SI Lehren und lernen in Konzepten und Kontexten im Gymnasium Franz-Meyers-Gymnasium Mönchengladbach Giesenkirchen 07. Mai 2008

Inhalt Ziele Basiskonzepte Kompetenzen Inhaltsfelder und fachliche Kontexte Zusammenfassung

Lernen erfolgt besonders effektiv und nachhaltig, wenn es kumulativ vernetzt und in Kontexten erfolgt.

Vier übergeordnete Leitideen Basiskonzepte Energie Struktur der Materie System Wechselwirkung

Energie bleibt erhalten Energietransport Änderung der Energieform

Beispielstichworte zum Basiskonzept Energie Speicherung, Transport, Umwandlung Energiefluss, Energieerhaltung Quantitative Untersuchung von Energieformen Energiegewinnung, Aufbereitung, Nutzung

Materie hat eine Struktur / die Struktur der Materie kann sich ändern Körper können verschiedene Aggregatzustände annehmen Körper bestehen aus Teilchen

Beispielstichworte zum Basiskonzept Struktur der Materie Eigenschaften von Materie Kern-Hülle-Modell Eigenschaften und Wirkungen von radioaktiver Strahlung Zerfallsreihen Kernspaltung, Kernfusion

System stabile Zustände / Gleichgewichte gestörte Gleichgewichte können Ströme und Schwingungen hervorrufen Ströme benötigen einen Antrieb und können durch Widerstände in ihrer Stärke beeinflusst werden

Beispielstichworte zum Basiskonzept System Komponenten im Makrokosmos Stromkreis Technische Geräte Energieflüsse in Systemen

Wechselwirkung wenn Körper aufeinander einwirken, kann eine Verformung oder eine Änderung der Bewegungszustände auftreten Felder / Strahlung

Beispielstichworte zum Basiskonzept Wechselwirkung Kraft, Geschwindigkeit, Druck, Bewegungsänderungen Akustische Schwingungen, Licht, Radioaktivität Magnetismus, elektr. Strom, Motor, Generator

Basiskonzept „Materie“ „Energie“ Energieformen Energieumwandlungen positive und negative Teilchen als Ladungsträger stofflicher Aufbau Leiter/Nichtleiter Basiskonzept „Materie“ Elektrische Schaltung Spannungsquelle zwei „Verbraucher“ Basiskonzept „Wechselwirkung“ Basiskonzept „System“ anziehende/abstoßende Kräfte Stöße  Widerstand Zusammenwirken von Komponenten Strom als Folge von Ladungsgefälle also: Basiskonzepte sind keine Unterrichtsinhalte; man macht nicht Unterricht zu „Wechselwirkung“ oder „Materie“

Kompetenzen „die bei Individuen verfügbaren oder durch sie erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und Fertigkeiten, um bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten, um die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und verantwortungsvoll nutzen zu können“ Bildungsstandards Physik, 2004

Kompetenzbereiche im Fach Physik Fachwissen Erkenntnisgewinnung Kommunikation Bewertung

Fachwissen Physikalische Phänomene, Begriffe, Prinzipien, Fakten, Gesetzmäßigkeiten kennen und Leitideen zuordnen Erkenntnisgewinnung Experimentelle und andere Untersuchungsmethoden sowie Modelle nutzen Kommunikation Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen Bewertung Physikalische Sachverhalte in verschiedenen Kontexten erkennen und bewerten

Kompetenzen Handlungsdimension Erkenntnisgewinnung Kommunikation Bewertung Inhaltsdimension Fachwissen Vortrag: Outputorientierung Beschreibung der Dimensionen, Bedeutungsgehalt Gleicher Stellenwert der Dimensionen Die Dimensionsbereiche werden auch häufig als konzeptbezogene Kompetenzen (Begriffe und Konzepte der NW) und prozessbezogene K. bezeichnet. Wechselwirkung: beide Kompetenzbereiche sind losgelöst voneinander nichts wert. Regelstandards konzeptbezogene Kompetenzen prozessbezogene Kompetenzen

Kompetenzorientierung, Basiskonzepte und Kontextorientierung Struktur des Kernlehrplans: Kompetenzorientierung, Basiskonzepte und Kontextorientierung

Erkenntnis-gewinnung Wissenserwerb Umgang mit Fachwissen Erkenntnis-gewinnung Kommunikation Bewertung umgangssprachliche Darstellung zufällige Beobachtung emotionale Eindrücke Science – Fiction - Roman

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 5-6 Physik 5-6 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Elektrizität Elektrizität im Alltag Sicherer Umgang mit Elektrizität, Stromkreise, Leiter und Isolatoren, UND-, ODER- und Wechselschaltung, Dauermagnete und Elektromagnete, Magnetfelder, Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern, Wärmewirkung des elektrischen Stroms, Sicherung, Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten ·         Schülerinnen und Schüler experimentieren mit einfachen Stromkreisen ·         Was der Strom alles kann (Geräte im Alltag) ·         Schülerinnen und Schüler untersuchen ihre eigene Fahrradbeleuchtung ·         Ohne Energie läuft gar nichts! ·         Messgeräte erweitern die Wahrnehmung

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 5-6 Physik 5-6 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Temperatur und Energie, elementare Himmelsbeobachtungen Sonne – Himmel – Jahreszeiten Temperatur Thermometer, Temperaturmessung, Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung, Aggregatzustände (Teilchenmodell) Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur, Sonnenstand, Mondphasen ·       Was sich mit der Temperatur alles ändert ·       Leben bei verschiedenen Temperaturen ·       Die Sonne – unsere wichtigste Energiequelle ·       Orientierung am Himmel

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 5-6 Physik 5-6 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Das Licht und der Schall Sehen und Hören Licht und Sehen, Lichtquellen und Lichtempfänger, geradlinige Ausbreitung des Lichts, Schatten, Mondphasen, Schallquellen und Schallempfänger, Reflexion, Spiegel, Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke   ·         Sicher im Straßenverkehr – Augen und Ohren auf! ·         Sonnen- und Mondfinsternis ·         Physiker machen Musik Physik und Musik ·         „Um die Ecke hören, sehen“

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9 Physik 7-9 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts Die Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Aufbau und Bildentstehung beim Auge – Funktion der Augenlinse, Lupe als Sehhilfe, Fernrohr, Brechung, Reflexion, Totalreflexion und Lichtleiter, Zusammensetzung des weißen Lichts   ·         Mit optischen Instrumenten „Unsichtbares“ sichtbar gemacht ·         Optik ändert physikalische Weltbilder ·         Lichtleiter in Medizin und Technik ·         Die Welt der Farben ·         Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope und Spektrometer

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9 Physik 7-9 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Elektrizität Elektrizität – messen, verstehen, anwenden Einführung von Stromstärke und Ladung, Eigenschaften von Ladung, elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher, Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken, Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen, elektrischer Widerstand , Ohm’sches Gesetz   ·         Elektroinstallation im Haus ·         Sicherer Umgang mit Elektrizität Elektroinstallationen und Sicherheit im Haus ·         Autoelektrik ·         Hybridantrieb ·         Leuchtdiodenketten

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9 Physik 7-9 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Kraft, Druck, mechanische und innere Energie Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Geschwindigkeit, Kraft als vektorielle Größe, Zusammenwirken von Kräften, Gewichtskraft und Masse, Hebel und Flaschenzug, mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltung, Auftrieb in Flüssigkeiten   ·         Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, lange Wege ·         Von der Pyramide zur Schraube 100m in 10s – Physik und Sport ·         Anwendungen der Hydraulik ·         Wie U-Boote und Fische tauchen Tauchen in Natur und Technik

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9 Physik 7-9 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Radioaktivität und Kernenergie – Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung Aufbau der Atome, ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertszeit), Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz, Kernspaltung, Nutzen und Risiken der Kernenergie   ·         Radioaktivität und Kernenergie – Nutzen und Gefahren ·         Strahlendiagnostik und Strahlentherapie ·         Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren

Inhaltsfelder und fachliche Kontexte 7-9 Physik 7-9 Inhaltsfelder (Die obligatorisch zu erwerbenden zugehörigen Kompetenzen finden sich auf den Seiten 29-34) Fachliche Kontexte Die nachfolgend aufgeführten Kontexte können durch gleichwertige ersetzt werden, wenn die Fachkonferenz dies beschließt. Energie, Leistung, Wirkungsgrad Effiziente Energienutzung: eine wichtige Zukunftsaufgabe der Physik Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre, Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes, regenerative Energieanlagen, Energieumwandlungsprozesse, Elektromotor und Generator, Wirkungsgrad, Erhaltung und Umwandlung von Energie, Windenergieanlagen ·         Strom für zu Hause ·         Das Blockheizkraftwerk ·         Energiesparhaus ·         Verkehrssysteme und Energieeinsatz

Zusammenfassung Physikunterricht ist verbindlich kontextorientiert (Kontexte können verändert werden) setzt verbindlich die konzeptbezogenen und prozessbezogenen Kompetenzen bis zum Ende der Klasse 9 um orientiert sich an den Inhaltsfeldern und deren Reihenfolge wird für Schülerinnen und Schüler interessanter und nachhaltiger